本发明属于阻燃剂技术领域，具体涉及一种发泡聚氨酯专用复合阻燃剂及制备方法。
背景技术：
聚氨酯泡沫塑料是最重要的聚氨酯制品，其用途广泛，性能优良。如软质聚氨酯泡沫塑料和半硬质聚氨酯泡沫塑料主要用于家具衬垫与装饰材料、车用垫材、地毯底衬、服装衬里、建筑吸音材料、体育垫材，以及床垫和仪器包装材料等方面。其中模塑的软质聚氨酯泡沫塑料的主要用途是汽车座椅垫材及摩托车、自行车座垫等；而硬质聚氨酯泡沫塑料主要用于冰箱、冷库行业作隔热保温材料。随着发泡聚氨酯的广泛应用，其易燃的特性成为限制其进一步发展的最大瓶颈。由于发泡聚氨酯的燃点很低，因此极易燃烧，而且燃烧过程中还会产生有毒气体和烟尘，这会给人们的财产、生命安全构成巨大的威胁。有关聚氨酯泡沫燃烧过程中产生的有毒烟尘使人窒息死亡的事件时有发生，因此如何解决这一问题愈来愈受到行业内人士的共同关注。
目前被广泛应用于发泡聚氨酯中的阻燃剂是含卤阻燃剂，一旦发生燃烧事故，含卤阻燃剂会增加在聚氨酯泡沫着火时的烟尘量，散发出的有毒气体对人的生命危害更大，不能满足日愈严格的市场要求。因此，行业内急需一种既能抑制烟雾，又能阻燃的阻燃剂，以提高发泡聚氨酯的使用性能。
技术实现要素：
本发明的首要目的在于提供一种发泡聚氨酯专用复合阻燃剂，该阻燃剂具有能同时改善发泡聚氨酯的阻燃和抑烟性能。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种发泡聚氨酯专用复合阻燃剂，包括如下重量份数的原料：肼黄25-40份、磷酸二氢铵10-20份、偶氮类发泡剂3-10份、石墨烯1-4份、多孔材料10-30份、氢氧化铝20-40份。
优选的，所述的多孔材料选自气凝胶微粉、沸石粉、硅藻土微粉中的一种。
进一步优选的，所述的气凝胶微粉为二氧化硅气凝胶。
优选的，所述偶氮类发泡剂为偶氮二甲酰胺、偶氮二异丁睛、偶氮二异庚腈、偶氮二甲酸二异丙酯、偶氮二羧酸钡、偶氮二羧酸二乙酯、偶氮胺苯中的一种。
优选的，所述的发泡聚氨酯专用复合阻燃剂，包括如下重量份数的原料：肼黄30-35份、磷酸二氢铵12-18份、偶氮类发泡剂5-8份、石墨烯2-3.5份、多孔材料15-25份、氢氧化铝25-35份。
优选的，所述的发泡聚氨酯专用复合阻燃剂，包括如下重量份数的原料：肼黄32份、磷酸二氢铵16份、偶氮类发泡剂7份、石墨烯3份、多孔材料20份、氢氧化铝30份。
本发明的另外一个目的在于提供一种发泡聚氨酯专用复合阻燃剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）将石墨烯分散到去离子水中，加入多孔材料，调节溶液ph至7-9，在常温条件下搅拌反应1-2h，加入碱性溶液，在90-150℃条件下反应2-4h；
（2）依次加入肼黄、磷酸二氢铵和偶氮类发泡剂，调节溶液ph至9-10，通过共沉淀法处理得到混合沉淀物；
（3）在60-80℃条件下，对混合沉淀物进行干燥1-4小时；
（4）冷却至常温，使用研磨器具对煅烧后的物料进行研磨，获得粒径为30-300微米的微粉颗粒；
（5）采用溶胶凝胶法制备氢氧化铝胶体；用氢氧化铝胶体涂敷微粉颗粒，得到发泡聚氨酯专用复合阻燃剂。
进一步的，所述步骤（1）中分散方法有超声或搅拌，超声时间为30-60分钟；搅拌速率为300-500转/分钟，搅拌时间为10-30分钟。
进一步的，所述步骤（1）中的碱性溶液为氢氧化钠或氢氧化钾溶液。
进一步的，所述步骤（2）中的共沉淀法处理的步骤为：在70-90℃条件下反应2-4h，依次采用无水乙醇和去离子水洗涤产物1-4次，然后对产物进行离心处理，在40-70℃条件下干燥。
上述技术方案产生的有益效果在于：本发明提供的阻燃剂为有机阻燃材料与无机阻燃材料构成的复合阻燃剂。在发生火灾的起火初期，表层的氢氧化铝会分解出水和阻隔膜来起到初步阻燃作用，火势加大后，氢氧化铝胶体涂敷微粉因受热，偶氮发泡剂产生微爆炸将微颗粒爆破，石墨烯通过偶氮发泡剂快速分散开来阻隔热源并抑制烟尘，肼黄、磷酸二氢铵分解放出含氮物，阻止火焰生成。本发明提供的复合阻燃剂对发泡聚氨酯具有良好的阻燃和抑烟性能，且该阻燃剂使用安全、无环境污染。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下,根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更,均应包含在本发明的范围内。
实施例1
一种发泡聚氨酯专用复合阻燃剂，包括如下重量份数的原料：肼黄32份、磷酸二氢铵16份、偶氮二甲酰胺发泡剂7份、石墨烯3份、硅藻土微粉20份、氢氧化铝30份。
一种发泡聚氨酯专用复合阻燃剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）将石墨烯超声分散到去离子水中，超声时间为30分钟，加入多孔材料，调节溶液ph至7，在常温条件下搅拌反应1h，加入氢氧化钠溶液，在90℃条件下反应2h；
（2）依次加入肼黄、磷酸二氢铵和偶氮类发泡剂，调节溶液ph至9，在70℃条件下反应2h，依次采用无水乙醇和去离子水洗涤产物4次，然后对产物进行离心处理，在70℃条件下干燥，得到混合沉淀物；
（3）在60℃条件下，对混合沉淀物进行干燥1-4小时；
（4）风冷至常温，使用研磨器具对煅烧后的物料进行研磨，获得粒径为30-300微米的微粉颗粒；
（5）采用溶胶凝胶法制备氢氧化铝胶体；用氢氧化铝胶体涂敷微粉颗粒，得到发泡聚氨酯专用复合阻燃剂。
将实施例得到的复合阻燃剂以0.5%的质量比例用于a料、b料，用水做发泡剂一次浇注发泡成型，然后进行阻燃性能测试，氧指数为48%，最大烟密度为84，具有良好的阻燃和抑烟性能，且使用安全、无环境污染。
实施例2
一种发泡聚氨酯专用复合阻燃剂，包括如下重量份数的原料：肼黄25份、磷酸二氢铵20份、偶氮二异丁睛发泡剂3份、石墨烯4份、二氧化硅气凝胶微粉10份、氢氧化铝40份。
一种发泡聚氨酯专用复合阻燃剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）将石墨烯搅拌分散到去离子水中，搅拌速率为300转/分钟，搅拌时间为30分钟，加入多孔材料二氧化硅气凝胶微粉，调节溶液ph至9，在常温条件下搅拌反应1h，加入氢氧化钾溶液，在100℃条件下反应3h；
（2）依次加入肼黄、磷酸二氢铵和偶氮类发泡剂，调节溶液ph至10，在90℃条件下反应2h，依次采用无水乙醇和去离子水洗涤产物3次，然后对产物进行离心处理，在40℃条件下干燥，得到混合沉淀物；
（3）在80℃条件下，对混合沉淀物进行干燥1小时；
（4）空冷至常温，使用研磨器具对煅烧后的物料进行研磨，获得粒径为30-300微米的微粉颗粒；
（5）采用溶胶凝胶法制备氢氧化铝胶体；用氢氧化铝胶体涂敷微粉颗粒，得到发泡聚氨酯专用复合阻燃剂。
将实施例得到的复合阻燃剂以0.5%的质量比例用于a料、b料，用水做发泡剂一次浇注发泡成型，然后进行阻燃性能测试，氧指数为45%，最大烟密度为90，具有良好的阻燃和抑烟性能，且使用安全、无环境污染。
实施例3
一种发泡聚氨酯专用复合阻燃剂，包括如下重量份数的原料：肼黄40份、磷酸二氢铵10份、偶氮二羧酸钡发泡剂10份、石墨烯1份、硅藻土粉30份、氢氧化铝20份。
一种发泡聚氨酯专用复合阻燃剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）将石墨烯超声分散到去离子水中，超声时间为60分钟，加入多孔材料硅藻土，调节溶液ph至9，在常温条件下搅拌反应1h，加入氢氧化钠溶液，在90℃条件下反应2h；
（2）依次加入肼黄、磷酸二氢铵和偶氮类发泡剂，调节溶液ph至9，在70-90℃条件下反应4h，依次采用无水乙醇和去离子水洗涤产物4次，然后对产物进行离心处理，在70℃条件下干燥，得到混合沉淀物；
（3）在60℃条件下，对混合沉淀物进行干燥1-4小时；
（4）风冷至常温，使用研磨器具对煅烧后的物料进行研磨，获得粒径为30-300微米的微粉颗粒；
（5）采用溶胶凝胶法制备氢氧化铝胶体；用氢氧化铝胶体涂敷微粉颗粒，得到发泡聚氨酯专用复合阻燃剂。
将实施例得到的复合阻燃剂以0.5%的质量比例用于a料、b料，用水做发泡剂一次浇注发泡成型，然后进行阻燃性能测试，氧指数为45%，最大烟密度为87，具有良好的阻燃和抑烟性能，且使用安全、无环境污染。
实施例4
一种发泡聚氨酯专用复合阻燃剂，包括如下重量份数的原料：肼黄30份、磷酸二氢铵18份、偶氮二羧酸二乙酯发泡剂5份、石墨烯3.5份、沸石粉15份、氢氧化铝35份。
一种发泡聚氨酯专用复合阻燃剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）将石墨烯超声分散到去离子水中，超声时间为30分钟，加入多孔材料沸石粉，调节溶液ph至9，在常温条件下搅拌反应1h，加入氢氧化钠溶液，在90℃条件下反应2h；
（2）依次加入肼黄、磷酸二氢铵和偶氮类发泡剂，调节溶液ph至10，在70-90℃条件下反应4h，依次采用无水乙醇和去离子水洗涤产物4次，然后对产物进行离心处理，在70℃条件下干燥，得到混合沉淀物；
（3）在80℃条件下，对混合沉淀物进行干燥1小时；
（4）风冷至常温，使用研磨器具对煅烧后的物料进行研磨，获得粒径为30-300微米的微粉颗粒；
（5）采用溶胶凝胶法制备氢氧化铝胶体；用氢氧化铝胶体涂敷微粉颗粒，得到发泡聚氨酯专用复合阻燃剂。
将实施例得到的复合阻燃剂以0.5%的质量比例用于a料、b料，用水做发泡剂一次浇注发泡成型，然后进行阻燃性能测试，氧指数为50%，最大烟密度为87，具有良好的阻燃和抑烟性能，且使用安全、无环境污染。